Symblogia

Blog za rasprave o filozofiji, znanosti i kulturi

Archive for the ‘kozmologija’ Category

Filozofija i znanost II (gost-post)

Posted by Pavel Gregoric dana 14/05/2012

Višnja Maudlin, New York

Nedavno se je u američkoj akademskoj zajednici razbuktala svađa između fizičara i filozofa o koristi filozofije, posebno o koristi filozofije znanosti za znanost. Ovaj sukob (koji neprestano tinja već dugo vremena) razvio se u pravi požar zahvaljujući jako lošoj kritici Lawrence Kraussove knjige A Universe from Nothing: Why There is Something Rather Than Nothing od strane David Alberta u cijenjenom New York Timesu (http://www.nytimes.com/2012/03/25/books/review/a-universe-from-nothing-by-lawrence-m-krauss.html).

Knjiga je, tobože, odgovor na staro filozofsko pitanje  “Zašto postoji nešto radije nego ništa?” (to što većina filozofa danas ne bi mislila da pitanje ima smisla, a još manje da bi pokušali odgovoriti na njega, izgleda da nije poznato Kraussu). On odgovara na to pitanje mijenjanjem definicije pojma “ništa” na taj način da proglasi vakuum ništavilom te, potom, upotrebljavajući kvantnu teorija polja (QFT) – koja postulira kao postojeća kvantna polja (a ne ništa) i njene zakone – pokazuje kako možemo dobiti čestice iz ničega. Dakle, on počne s nečim, a ne s ničim, i dobije nešto (ništa iznenađujuće ovdje). U svojoj kritici Albert pokazuje kako Kraussovo objašnjenje nije odgovor na staro Augustinovo pitanje, jer pod “ništa” se zaista misli “ništa”, a to znači da nema niti kvantnih polja, a ni zakona kvantne fizike. Kada se netko pita kako dobijemo od ništa nešto, on se ne pita kako se može dobiti nešto ako već imamo fizikalne zakone i druge entitete poput kvantnih polja. Jednostavno nema ničega u početku.

Nezadovoljan lošom kritikom, Krauss se odlučio napasti kritičara i proglasiti ga  nesposobnim, radije nego da pokuša odgovoriti na Albertove argumente. Albertova  nesposobnost trebala bi proizaći iz činjenice da je on filozof (radi na jednom odjelu za filozofiju), usprkos činjenici da je Albert zapravo fizičar koji je prešao na filozofiju ne bi li se mogao slobodno baviti temeljnim pitanjima fizike (takva pitanja se obično izbjegavaju na studijima fizike i godinama se smatralo da je najbolji način da si netko uništi karijeru to da pokaže aktivni interes za pitanje kakvu nam sliku svijeta daje kvantna fizika).

Postoji li bolji način izbjegavanja posljedica loše kritike od napada na cijelu filozofiju?  Intervju s Kraussom u časopisu The Antlantic razotkriva, s jedne strane, njegovo nepoznavanje filozofije, a s druge strane intelektualnu neiskrenosti i nedostatak integriteta kakav se rijetko ovako otvoreno pokaze (link na taj intervju je ovdje http://www.theatlantic.com/technology/archive/2012/04/has-physics-made-philosophy-and-religion-obsolete/256203/)

Ukratko, filozof kritičar  je jednostavno glup, kao i svi filozofi, pa ne razumije da se značenje pojma   “ništa” promijenilo. “Ništa” i “nešto” su, po njemu, fizički kvantiteti. Fizika je promijenila značenje tih pojmova i pokazala da je razlika između njih neprimjetna. Nakon svega toga Krauss proglasi pitanje neinteresantnim i gubljenjem vremena, kao i cjelokupnu filozofiju koja, po njemu, u dvije tisuće godina nije pokazala nikakav napredak.

Iako je ova rasprava s Kraussom prilično mučna, pitanje odnosa između fizike i filozofije je opravdano pitanje, a isto tako i pitanje kakav bi taj odnos ustvari trebao biti. Sean Carroll (fizičar s Caltecha koji redovito izmjenjuje mišljenje s filozofima) vidi dvije discipline i njihov odnos pomalo u duhu Steven J. Gouldova pogleda na odnos religije i znanosti kao “non–overlapping magisteria”. Posljedica takvog gledanja je da nema konflikta između dviju disciplina, jer se svaka bavi svojim pitanjima na svoj način, ali samim time negira se i mogućnost suradnje među njima.

Prilično je očito da postoje pitanja koja se u potpunosti mogu klasificirati kao filozofska pitanja i koja nisu interesantna za znanost. Isto tako, filozofima nisu interesantna sva pitanja u znanstvenoj domeni. S druge strane, metafizika danas ne može odgovoriti na pitanje o tome što postoji bez pomoći znanosti. I prije razvoja kvantne fizike bile su jasne ontološke obveze fizikalnih teorija. Na primjer, za Newtona u svijetu postoje prostor, vrijeme, kao i apsolutno jednoliko gibanje (absolute uniform motion) i apsolutna akceleracija, dok za Einsteina postoji prostor-vrijeme (space-time). Za rane fizičare elementarnih čestica, ontološku osnovu svijeta činili su entiteti poput protona, neutrona i elektrona, dok današnji fizičari elementarnih čestica imaju složeniju ontološku sliku. Svi ti entiteti su ontološki fundamentalni fizikalni entiteti, iako su reprezentirani matematičkim jezikom (na primjer, skup realnih brojeva može reprezentirati Euklidovski apsolutni prostor, ali prostor sam po sebi ne sastoji se od brojeva).

No nešto se neobično dogodilo u kvantnoj fizici. Veza između matematičke reprezentacije i onoga što ona reprezentira postala je nejasna i fizičari su odustali od “čitanja” ontologije iz matematike, a time i od ideje da teorija treba dati anschaulich sliku fenomena. Još gore, postao je znak lošeg ukusa ako netko i postavi taj zahtjev. Pitanje o tome u kakvom svijetu živimo, prema kvantnoj fizici, može se smatrati znanstvenim, ali i metafizičkim (filozofskim) pitanjem, pa bi se moglo reći da smo došli do područja gdje bi fizičari i filozofi mogli (ili čak trebali)  surađivati i gdje filozofi mogu pomoći znanstvenicima. To je područje gdje je filozofija fizike kontinuirano povezana s fizikom.

Jedno od Kraussovih pitanja bilo je i pitanje o tome koji su problemi u fizici ikada bili razjašnjeni od strane filozofa. Odličan uvid u ovu tematiku daje Tim Maudlin (nije da sam pristrana). Evo što on kaže:

It is true that there are some particular questions that fall more into the domain of philosophy (e.g. accounts of the nature of scientific practice) and others that are firmly in the domain of physics (e.g. methods of calculating scattering cross-sections), but for the particular sorts of questions we are largely interested in here, I can see no way to assign the topic to “physics” or “philosophy”. Take the case of the “nature of the wavefunction”, for example. In one sense a “wavefunction” (as its name implies) is a mathematical object—e.g. a complex function on another mathematical object called “configuration space”—that is employed in physics as a representation of a physical system. That immediately raises many questions. One, which Einstein, Podolosky and Rosen famously raised, is whether that particular mathematical representation is complete. That is, does it explicitly or implicitly represent all of the physical features, the values of all of the physical degrees of freedom, of the system. Can two systems represented by the same wavefunction nonetheless be physically different in some respect? Can the same system be properly represented by two different wavefunctions? Are there mathematical degrees of freedom in the representation that do not correspond to physical degrees of freedom in the system itself? (As an example of the latter, should the physical state of the system correspond to vector or a ray in a Hilbert space? If a ray, then it is misleading to say that the physical state is represented by a vector in the space: the vector has mathematical properties that do not correspond to physical properties of the system.) If one asks whether this sort of question is one of philosophy or of physics, I (and Einstein) would say it is a matter of physics. Indeed, it seems to be an absolutely essential question if one is to understand the physical account of the world being provided by the mathematics. But it is a sociological fact that while it is perfectly acceptable and even expected to discuss questions like this in a philosophy department, or a philosophy course, it can be rare, or even frowned upon, to discuss them in a physics department or physics course. We all know the phrase “shut up and calculate”. This phrase was not invented by philosophers, and in my experience physics students immediately recognize what it describes in their physics courses. Steven Weinberg tells the cautionary tale of the promising physics student whose career was ruined because “He tried to understand quantum mechanics”. The point of the story is that the physicist, as physicist, should not try to have a clear, exact understanding of the physical meaning of the mathematical formalism. But certainly this ought to be a question in the domain of physics! It is just a weird sociological fact that, since the advent of quantum theory and the objections to that theory brought most forcefully by Einstein, Schrödinger, and later Bell, a standard physics education does not address these fundamental questions and many physics students are actively dissuaded from asking them. But anyone with a philosophical temperament cannot resist asking them. So, for better or worse, discussing these questions is more universally recognized as an important and legitimate task in philosophy departments than in physics departments (even Bell characterized his seminal work in foundations as secondary to his “real” physics work at CERN). And the habits of mind—a certain sort of precision about concepts and arguments—that are needed to pursue these questions happen to be exactly those habits instilled by a good education in philosophy. So while Krauss and Hawking lament that many philosophers don’t know enough physics (which is true), it is equally the case that many physicists are sloppy thinkers when it comes to foundational matters. I’m not sure that collaboration is the proper model here—as the “example” of Einstein collaborating with himself suggests!—but rather an appreciation of both which details of the physics are important and where the physics is simply not clear and precise as physics. Learning sophisticated mathematics, which is a large part of a physics education, does nothing to instill appreciation of the sort of conceptual and argumentative clarity needed to tackle these foundational issues.

Let me give a quick example. Take the “vacuum state” in quantum field theory. (No, I’m not raising the question of whether it is “nothing”!) It is commonly said that the vacuum state is positively a buzzing hive of activity: pairs of “virtual particles” being created and annihilated all the time. But it is also commonly said that the quantum state of system is complete: to deny this is to posit “hidden variables”, and those are not regarded by most physicists with favor. But it is clear that these two claims contradict each other. Consider a system in the vacuum state over some period of time. Over that period of time, the quantum state is static: it is always the same. So if the quantum state is complete, nothing physical in the system can be changing. But the “buzzing hive” of virtual particles is presented as constantly changing: particle pairs are being created and destroyed all the time. So which is it? This strikes me as a straightforward question of physics. But it is more likely to be asked, I think, by a philosopher. And insofar as the observable predictions of the theory do not depend directly on the answer, it is even likely to be dismissed by the physicist as “merely philosophical”. But without an answer, we really have no understanding of the vacuum state, or the status of “virtual particles”.

Posted in analitička, filozofija, filozofija znanosti, kozmologija, znanost | Označeno: , , | 26 komentara »

Tragovi ranijih postanaka

Posted by Pavel Gregoric dana 04/01/2011

Stoici su smatrali da je cijeli svijet nastao iz prvobitne vatre koja sadrži zametke svih stvari te da će nakon određenog perioda svijet sagorjeti u toj vatri, i zatim ponovno biti stvoren. “U predodređenom vremenu cijeli će svemir izgorjeti, a onda se ponovno skladno ustrojiti” (Stoic. Vet. Fr. I.98).

Nešto slično tvrdi poznati oxfordski matematičar i kozmolog, Roger Penrose, ali za to iznosi i empirijske dokaze.

U članku koji je napisao skupa s armenskim znanstvenikom, Vaheom Gurzadyanom, i objavio prije mjesec i pol na otvorenom on-line arhivu arXiv.org, Penrose je postavio hipotezu da je Big Bang, kojim je nastao naš svemir prije oko 13,7 milijardi godina, bio tek jedan u nizu takvih događaja. Jedan kozmički period, kao što je onaj koji je počeo prije 13,7 milijardi godina, započinje iz stanja veličine nula i visokog stupnja jednolikosti, a  završava u crnim rupama i stanju jako niske gustoće i velike jednolikosti. U toj fazi čestice više nemaju masu, a svemir u kojemu čestice nemaju masu je takav da prirodno dovodi do novog Big Banga (jer  iz perpektive čestica, takav svemir izgleda kao da ima veličinu nula).  

Naravno, mnogo stvari je ovdje izvan dosega mog razumijevanja, no zanimljivo je da hipoteza koju Penrose iznosi predviđa da će postojati koncentrično-kružne oscilacije u pozadinskom kozmičkom zračenju, od kojih je svaki koncentrični krug ostatak drugog Big Banga. Upravo to predviđanje je ekspermintalno potvrđeno u mjerenjima koja je proveo armenski znanstvenik i koja su podastrta u zajedničkom članku.

Pretpostavljam da postoje razlozi za skepsu, ponajprije vezani uz preciznost izvršenog mjerenja pozadinskog kozmičkog zračenja, ali bez obzira na to, Penroseova teorija predstavlja još jedan način, uz teoriju o multiversima kakvu zastupa Hawking u svojoj posljednjoj knjizi, da se eliminira zaključak kako znanstveno prihvaćena činjenica o Big Bangu govori u prilog postojanju neuzrokovana uzroka ovoga svemira.

*Više o članku “Concentric circles in WMAP data may provide evidence of violent pre-Big-Bang activity” Penrosea i Gurzadyana u rubrici znanost britanskog časopisa The Economist.

Posted in ateizam, filozofija religije, kozmologija, kozmološki argument, znanost | 19 komentara »

 
%d bloggers like this: